Qt下使用QImage和OpenCV实现图像的拼接与融合

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前言

本文主要讲述了在Qt下使用QImage和OpenCV实现图像的拼接与融合，并结合相应的示例进行讲解，以便大家学习，如有错误之处，欢迎大家批评指正。

项目效果

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、使用QImage进行水平拼接

这里新建了一个QImage对象，然后通过QPainter来将两张图像绘制在一起，并且可以通过QImage的save函数来保存拼接后的图像：

//使用QImage进行水平拼接
QPixmap Widget::imageMosaic(const QImage &image1,const QImage &image2)
{
    //检查图像是否有效
    if(image1.isNull() || image2.isNull())
    {
        return QPixmap();
    }

    //计算拼接后的图像尺寸
    int newWidth = image1.width() + image2.width();
    int newHeight = std::max(image1.height(),image2.height());

    //创建一个新的QImage对象
    QImage newImage(newWidth,newHeight,QImage::Format_RGB32);
    newImage.fill(Qt::transparent);   //填充为透明,如果背景不是透明的则可以选择其他颜色

    //使用QPainter来绘制图像
    QPainter painter(&newImage);
    painter.drawImage(0,0,image1);   //在新图像的(0,0)位置绘制第一张图像
    painter.drawImage(image1.width(),0,image2);   //在新图像的(image1.width(),0)位置绘制第二张图像

    //结束绘制
    painter.end();

    //保存拼接图像
    newImage.save("E:/myPhoto/imageMosaic.jpg");

    //返回拼接图像
    return QPixmap::fromImage(newImage);
}
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二、使用OpenCV进行水平拼接

在Qt中配置好OpenCV环境后，就可以使用OpenCV中的hconcat函数来进行图像的拼接了，同时可以使用imwrite来保存拼接图像：

//使用OpenCV进行水平拼接
QPixmap Widget::opencvMosaic(const cv::Mat &mat1,const cv::Mat &mat2)
{
    //检查图像是否有效
    if(mat1.empty() || mat2.empty())
    {
        return QPixmap();
    }

    //判断两张图像的高度
    if(mat1.rows != mat2.rows)
    {
        return QPixmap();
    }

    //水平拼接图像
    cv::Mat resultMat;
    cv::hconcat(mat1,mat2,resultMat);

    //将OpenCV的Mat转换为QImage
    //cv::cvtColor(resultMat,resultMat,cv::COLOR_BGR2RGB);
    QImage newImage((const unsigned char*)(resultMat.data),resultMat.cols,resultMat.rows,resultMat.step,QImage::Format_RGB888);

    //QImage的save保存拼接图像
    //newImage.save("E:/myPhoto/opencvMosaic.jpg");

    //OpenCV的imwrite保存拼接图像
    cv::imwrite("E:/myPhoto/opencvMosaic.jpg",resultMat);

    //返回拼接图像
    return QPixmap::fromImage(newImage.rgbSwapped());
}
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三、使用OpenCV进行图像融合

这个示例的图像融合比较简单，使用了OpenCV中的addWeighted函数来进行融合：

//使用OpenCV进行图像融合
QPixmap Widget::opencvMerge(const cv::Mat &mat1,const cv::Mat &mat2)
{
    //检查图像是否有效
    if(mat1.empty() || mat2.empty())
    {
        return QPixmap();
    }

    //图像融合（这里只是一个简单的示例,使用加权平均）
    cv::Mat resultMat;
    double alpha = 0.5;   //融合系数,可以根据需要调整
    cv::addWeighted(mat1,alpha,mat2,1.0 - alpha,0.0,resultMat);

    //将OpenCV的Mat转换为QImage
    //cv::cvtColor(resultMat,resultMat,cv::COLOR_BGR2RGB);
    QImage newImage((const unsigned char*)(resultMat.data),resultMat.cols,resultMat.rows,resultMat.step,QImage::Format_RGB888);

    //QImage的save保存拼接图像
    //newImage.save("E:/myPhoto/opencvMerge.jpg");

    //OpenCV的imwrite保存拼接图像
    cv::imwrite("E:/myPhoto/opencvMerge.jpg",resultMat);

    //返回拼接图像
    return QPixmap::fromImage(newImage.rgbSwapped());

}
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四、示例完整代码

1.widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include <QImage>
#include <QPixmap>
#include <QPainter>
#include <QMessageBox>
#include <QFileDialog>
#include <QDebug>
#include "opencv2/opencv.hpp"

using namespace cv;
using namespace std;

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    QPixmap imageMosaic(const QImage &image1,const QImage &image2);
    QPixmap opencvMosaic(const cv::Mat &mat1,const cv::Mat &mat2);
    QPixmap opencvMerge(const cv::Mat &mat1,const cv::Mat &mat2);

    void setShowImage(int index);

private slots:
    void on_pb_image_1_clicked();
    void on_pb_image_2_clicked();
    void on_pb_imageMosaic_clicked();
    void on_pb_opencvMosaic_clicked();
    void on_pb_opencvMerge_clicked();
    void on_pb_keep_clicked();
    void on_pb_fill_clicked();

private:
    Ui::Widget *ui;

    //QImage对象
    QImage m_image_1;
    QImage m_image_2;
    QPixmap m_showPixmap;

    //CV::Mat对象
    cv::Mat m_mat_1;
    cv::Mat m_mat_2;

};
#endif // WIDGET_H
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2.widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

//使用QImage进行水平拼接
QPixmap Widget::imageMosaic(const QImage &image1,const QImage &image2)
{
    //检查图像是否有效
    if(image1.isNull() || image2.isNull())
    {
        return QPixmap();
    }

    //计算拼接后的图像尺寸
    int newWidth = image1.width() + image2.width();
    int newHeight = std::max(image1.height(),image2.height());

    //创建一个新的QImage对象
    QImage newImage(newWidth,newHeight,QImage::Format_RGB32);
    newImage.fill(Qt::transparent);   //填充为透明,如果背景不是透明的则可以选择其他颜色

    //使用QPainter来绘制图像
    QPainter painter(&newImage);
    painter.drawImage(0,0,image1);   //在新图像的(0,0)位置绘制第一张图像
    painter.drawImage(image1.width(),0,image2);   //在新图像的(image1.width(),0)位置绘制第二张图像

    //结束绘制
    painter.end();

    //保存拼接图像
    newImage.save("E:/myPhoto/imageMosaic.jpg");

    //返回拼接图像
    return QPixmap::fromImage(newImage);
}

//使用OpenCV进行水平拼接
QPixmap Widget::opencvMosaic(const cv::Mat &mat1,const cv::Mat &mat2)
{
    //检查图像是否有效
    if(mat1.empty() || mat2.empty())
    {
        return QPixmap();
    }

    //判断两张图像的高度
    if(mat1.rows != mat2.rows)
    {
        return QPixmap();
    }

    //水平拼接图像
    cv::Mat resultMat;
    cv::hconcat(mat1,mat2,resultMat);

    //将OpenCV的Mat转换为QImage
    //cv::cvtColor(resultMat,resultMat,cv::COLOR_BGR2RGB);
    QImage newImage((const unsigned char*)(resultMat.data),resultMat.cols,resultMat.rows,resultMat.step,QImage::Format_RGB888);

    //QImage的save保存拼接图像
    //newImage.save("E:/myPhoto/opencvMosaic.jpg");

    //OpenCV的imwrite保存拼接图像
    cv::imwrite("E:/myPhoto/opencvMosaic.jpg",resultMat);

    //返回拼接图像
    return QPixmap::fromImage(newImage.rgbSwapped());
}

//使用OpenCV进行图像融合
QPixmap Widget::opencvMerge(const cv::Mat &mat1,const cv::Mat &mat2)
{
    //检查图像是否有效
    if(mat1.empty() || mat2.empty())
    {
        return QPixmap();
    }

    //图像融合（这里只是一个简单的示例,使用加权平均）
    cv::Mat resultMat;
    double alpha = 0.5;   //融合系数,可以根据需要调整
    cv::addWeighted(mat1,alpha,mat2,1.0 - alpha,0.0,resultMat);

    //将OpenCV的Mat转换为QImage
    //cv::cvtColor(resultMat,resultMat,cv::COLOR_BGR2RGB);
    QImage newImage((const unsigned char*)(resultMat.data),resultMat.cols,resultMat.rows,resultMat.step,QImage::Format_RGB888);

    //QImage的save保存拼接图像
    //newImage.save("E:/myPhoto/opencvMerge.jpg");

    //OpenCV的imwrite保存拼接图像
    cv::imwrite("E:/myPhoto/opencvMerge.jpg",resultMat);

    //返回拼接图像
    return QPixmap::fromImage(newImage.rgbSwapped());

}

//设置显示图像
void Widget::setShowImage(int index)
{
    QPixmap showPixmap;
    if(index == 0)
    {
        //使用QImage水平拼接
        showPixmap = imageMosaic(m_image_1,m_image_2);
    }
    else if(index == 1)
    {
        //使用OpenCV水平拼接
        showPixmap = opencvMosaic(m_mat_1,m_mat_2);
    }
    else if(index == 2)
    {
        //使用OpenCV图像融合
        showPixmap = opencvMerge(m_mat_1,m_mat_2);
    }

    //更新显示
    m_showPixmap = showPixmap;
    if(!m_showPixmap.isNull())
    {
        ui->lb_imageShow->setPixmap(showPixmap.scaled(ui->lb_imageShow->size(),Qt::KeepAspectRatio));   //保持比例
    }
    else
    {
        QMessageBox::warning(this,"警告","图像显示失败!");
    }
}

//选择图像1
void Widget::on_pb_image_1_clicked()
{
    //打开文件对话框,选择图像文件
    QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this,"选择图像文件","E:/myPhoto/","Image Files(*.png *.jpg)");
    if(!fileName.isEmpty())
    {
        //赋值Mat图像
        m_mat_1 = cv::imread(fileName.toStdString(),cv::IMREAD_COLOR);

        //读取图像文件
        QImage image(fileName);
        if(!image.isNull())
        {
            //赋值QImage图像
            m_image_1 = image;

            //将QImage转换为QPixmap以在QLabel上显示
            QPixmap pixmap = QPixmap::fromImage(m_image_1);
            ui->lb_image_1->setPixmap(pixmap.scaled(ui->lb_image_1->size(),Qt::KeepAspectRatio));   //保持比例
        }
        else
        {
            //图像文件无效或无法读取
            QMessageBox::warning(this,"警告","图像文件打开失败!");
        }
    }
}

//选择图像2
void Widget::on_pb_image_2_clicked()
{
    QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this,"选择图像文件","E:/myPhoto/","Image Files(*.png *.jpg)");
    if(!fileName.isEmpty())
    {
        m_mat_2 = cv::imread(fileName.toStdString(),cv::IMREAD_COLOR);
        QImage image(fileName);
        if(!image.isNull())
        {
            m_image_2 = image;
            QPixmap pixmap = QPixmap::fromImage(m_image_2);
            ui->lb_image_2->setPixmap(pixmap.scaled(ui->lb_image_2->size(),Qt::KeepAspectRatio));   //保持比例
        }
        else
        {
            QMessageBox::warning(this,"警告","图像文件打开失败!");
        }
    }
}

//使用QImage拼接
void Widget::on_pb_imageMosaic_clicked()
{
    setShowImage(0);
}

//使用OpenCV拼接
void Widget::on_pb_opencvMosaic_clicked()
{
    setShowImage(1);
}

//使用OpenCV进行图像融合
void Widget::on_pb_opencvMerge_clicked()
{
    setShowImage(2);
}

//保持比例显示图像
void Widget::on_pb_keep_clicked()
{
    if(!m_showPixmap.isNull())
    {
        ui->lb_imageShow->setPixmap(m_showPixmap.scaled(ui->lb_imageShow->size(),Qt::KeepAspectRatio));   //保持比例
    }
    else
    {
        QMessageBox::warning(this,"警告","图像显示失败!");
    }
}

//填充显示图像
void Widget::on_pb_fill_clicked()
{
    if(!m_showPixmap.isNull())
    {
        ui->lb_imageShow->setPixmap(m_showPixmap.scaled(ui->lb_imageShow->size(),Qt::IgnoreAspectRatio));   //自由缩放
    }
    else
    {
        QMessageBox::warning(this,"警告","图像显示失败!");
    }
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3.widget.ui

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总结

Qt中的图像类有QImage和QPixmap等，并且一般会与QPainter类结合起来使用，这些在Qt中是常见且常用的，我们要熟悉相关的函数接口然后灵活使用。另外涉及图像的操作我们还可以调用OpenCV这个图像库，这个能够实现更加复杂的图像变换操作，在Qt下使用也是比较好用呢。

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hello：
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